Des scientifiques de l’espace révèlent le secret de la “crise énergétique” de Jupiter –

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  • Nouvelle recherche publiée dans La nature a révélé la solution à la «crise énergétique» de Jupiter, qui a intrigué les astronomes pendant des décennies.

    Des scientifiques de l’espace de l’Université de Leicester ont travaillé avec des collègues de l’Agence spatiale japonaise (JAXA), de l’Université de Boston, du Goddard Space Flight Center de la NASA et du National Institute of Information and Communications Technology (NICT) pour révéler le mécanisme derrière le réchauffement atmosphérique de Jupiter.

    Maintenant, en utilisant les données de l’observatoire Keck à Hawai’i, les astronomes ont créé la carte la plus détaillée mais globale de la haute atmosphère de la géante gazeuse, confirmant pour la première fois que les puissantes aurores de Jupiter sont responsables du chauffage à l’échelle de la planète.

    Le Dr James O’Donoghue est chercheur à la JAXA et a terminé son doctorat à Leicester, et est l’auteur principal du document de recherche. Il a dit:

    “Nous avons d’abord commencé à essayer de créer une carte thermique globale de l’atmosphère supérieure de Jupiter à l’Université de Leicester. Le signal n’était pas assez lumineux pour révéler quoi que ce soit en dehors des régions polaires de Jupiter à l’époque, mais avec les leçons tirées de ce travail, nous avons réussi à gagner du temps sur l’un des télescopes les plus grands et les plus compétitifs de la Terre quelques années plus tard.

    “En utilisant le télescope Keck, nous avons produit des cartes de température d’une précision extraordinaire. Nous avons constaté que les températures commencent très élevées dans l’aurore, comme prévu dans les travaux précédents, mais nous pouvons maintenant observer que l’aurore de Jupiter, bien qu’elle occupe moins de 10 % de la superficie de la planète, semblent chauffer le tout.

    “Cette recherche a commencé à Leicester et s’est poursuivie à l’Université de Boston et à la NASA avant de se terminer à la JAXA au Japon. Des collaborateurs de chaque continent travaillant ensemble ont rendu cette étude réussie, combinée aux données du vaisseau spatial Juno de la NASA en orbite autour de Jupiter et du vaisseau spatial Hisaki de JAXA, un observatoire dans l’espace.”

    Le Dr Tom Stallard et le Dr Henrik Melin font tous deux partie de l’École de physique et d’astronomie de l’Université de Leicester. Le Dr Stallard a ajouté :

    “Il existe un casse-tête de très longue date dans la mince atmosphère au sommet de chaque planète géante de notre système solaire. Avec chaque mission spatiale de Jupiter, ainsi que les observations au sol, au cours des 50 dernières années, nous avons constamment mesuré la températures équatoriales comme étant beaucoup trop chaudes.

    “Cette” crise énergétique “est un problème de longue date – les modèles ne parviennent-ils pas à modéliser correctement la façon dont la chaleur s’écoule des aurores, ou existe-t-il une autre source de chaleur inconnue près de l’équateur ?

    “Cet article décrit comment nous avons cartographié cette région avec des détails sans précédent et avons montré que, à Jupiter, le chauffage équatorial est directement associé au chauffage auroral.”

    Les aurores se produisent lorsque des particules chargées sont capturées dans le champ magnétique d’une planète. Ceux-ci spiralent le long des lignes de champ vers les pôles magnétiques de la planète, frappant les atomes et les molécules dans l’atmosphère pour libérer de la lumière et de l’énergie.

    Sur Terre, cela conduit au spectacle de lumière caractéristique qui forme les aurores boréales et les australes. À Jupiter, la matière crachant de sa lune volcanique, Io, conduit à l’aurore la plus puissante du système solaire et à un énorme réchauffement dans les régions polaires de la planète.

    Bien que les aurores joviennes aient longtemps été un candidat de choix pour chauffer l’atmosphère de la planète, les observations n’avaient jusqu’à présent pas pu le confirmer ou l’infirmer.

    Les cartes précédentes de la température atmosphérique supérieure ont été formées à l’aide d’images constituées de quelques pixels seulement. Ce n’est pas une résolution suffisante pour voir comment la température pourrait être modifiée à travers la planète, fournissant peu d’indices sur l’origine de la chaleur supplémentaire.

    Les chercheurs ont créé cinq cartes de la température atmosphérique à différentes résolutions spatiales.

    L’équipe a parcouru plus de 10 000 points de données individuels, ne cartographiant que les points avec une incertitude de moins de cinq pour cent.

    Les modèles d’atmosphères des géantes gazeuses suggèrent qu’elles fonctionnent comme un réfrigérateur géant, avec de l’énergie thermique tirée de l’équateur vers le pôle, et déposée dans la basse atmosphère dans ces régions polaires.

    Ces nouvelles découvertes suggèrent que les aurores à changement rapide peuvent entraîner des vagues d’énergie contre ce flux vers les pôles, permettant à la chaleur d’atteindre l’équateur.

    Les observations ont également montré une région de chauffage localisé dans la région sous-aurorale qui pourrait être interprétée comme une vague limitée de chaleur se propageant vers l’équateur, ce qui pourrait être interprété comme une preuve du processus entraînant le transfert de chaleur.

    La recherche planétaire à l’Université de Leicester couvre l’étendue du système jovien, de la magnétosphère et de l’atmosphère de la planète à sa collection diversifiée de satellites.

    Les chercheurs de Leicester sont membres de la mission Juno composée d’une équipe mondiale d’astronomes observant la planète géante et dirigent les observations de Jupiter du futur télescope spatial James Webb. Leicester joue également un rôle de premier plan dans la science et l’instrumentation sur le Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de l’Agence spatiale européenne (ESA), dont le lancement est prévu en 2022.

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